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3Dスキャン

3Dスキャン、3D測定、3D計測は、立体物を測るという点は同じです。取り込んだ立体の3次元データを縦・横・高さの座標軸を持つ仮想的な空間をパソコン上で表示します。3Dスキャンで取得したデータは座標情報の集まりの点群データで形成します。ものづくりのデジタル化が進む現代では、欠かすことができない必要なプロセスで各産業で普及しています。スキャンデータはそのままでは使用できません設計や検査などに活用するには、点群データポリゴンメッシュ3次元CADデータ等の編集作業が必要となります。データの利用目的により変換、編集内容が変わります。

<点群データ>
スキャンしたデータは点の集合体で空間は3次元であり、直交座標 (x, y, z) で表現します。一つひとつの点同士には関連がなく、それぞれにX、Y、Zの位置情報や色などの情報を持っています。レンダリングは可能であるが、点群データ形式のままでは3次元データとして処理には適しません。

<ポリゴンデータ>
点群をソフトウェア上で小さい多角形で結び位置や角度、模様、質感などの見え方を個々に自動計算して三次元メッシュを作成する。コンピュータ任せになるため、データの欠落やノイズが発生しやすい。滑らかさを出すため細かい多角形にする必要があるが、データの容量が増加します。

<3次元CADモデリング>
3次元データとして利用するには、ポリゴンデータから3次元CADモデリングが必要になります。3Dモデリングすることによりポリゴンでのメッシュ欠落等の欠点を補うことができます。各種の3次元のCAD/CAMソフトウェアで使用可能になります。CAD化したモデリングのデータからポリゴンに変換することで、3Dプリンタ用に修正されたSTL型式データとしても利用することができます。

<3Dスキャンからのモデリング行程>
①採取データから特徴線抽出 ②サーフェス作成 ③エッジを封孔しソリッドモデル作成

<サーフェスとソリッドの相違>
サーフェスは表面のみで、内部が空洞の面集合体からなるCADデータ。自由曲面で編集することが可能のため、ユニバーサルデザイン、キャラクターデザイン、インテリアデザイン、などのデザインに特化したモデルに適しています。データ形式は、汎用的なIGES形式を利用されています。

ソリッドモデルは中身が詰まったCADモデルデータ、中身があるため重量計算や体積計算、ソリッド同士での干渉チェック等が可能です。工業製品の設計などに適しています。ソリッド系のソフトウェアで利用。データ形式は汎用的な、X_B、X_T、STEP、パラソリッドなどがあります。

①立体データ ②表面のみで中身は空洞 ③中身が詰まった質量があるCADデータ

<3Dスキャン事例>
工業用デザインモデル、自動車インテリアデザインモデル、一般家庭電化製品ワーキングモデル、機構部品のハウジング、微細的な形状をスキャンからの曲線や曲面を生成のNURBSメッシュ作成。

既成製品の3Dスキャニング、図面や3Dデータがない製品、3Dスキャニングでデジタル化、3DーCADデータを起こす逆工学のリバースエンジニアリングは製作リードタイムの短縮になります。

プレス金型など手作業で仕上げ修正製作されている金型を、3Dススキャニングデータで3DーCADモデリングすることで同じ型の再製作が可能です、3D-CADモデルが最新の状態に更新されます。

鋳物の既存品を新規模型に反映、石膏鋳造、ダイカスト品試作、複雑な形状の鋳物、アルミ鋳物、現物と同形状の3D-CADデータ作成,3Dスキャンとリバースエンジニアリングモデリングの利用。

ポリゴン(STL)データから3dCAD作成

ポリゴンとは

ポリゴンメッシは三角形・四角形・五角形などという多辺形多角形で構成されています。複数の平面に囲まれた立体の多面体で空間に配置される形状を定義する頂点、辺、面の集合になります。ポリゴンメッシュが多い程、細かくなればなるほど滑らかな詳細な描画が可能になり擬似的に曲線・曲面も表現できます。増えるほど詳細な表現が可能になり擬似的に曲線曲面も表現できます。

ポリゴンの多面体の集合体により立体的な曲面を表現でき、3次元コンピュータグラフィックスや3Dプリンター、フィギュア作成 構造や流体の解析などに利用されています。

ポリゴンのデメリット
◆多辺形多角形で構成されているため滑らかな曲線を表現するには多数の多角形が必要になりデータ容量が増大します。◆ポリゴンメッシュの変更や編集が完全にできるソフトウェアがありませ。3Dスキャンなどで完全に採取できない部分はポリゴンの欠落が発生します。◆コンピュータを使用して設計やデザインを行う3DCADとして利用するにはポリゴンメッシュからCADデータに変換が必要になります。CADモデリングすることで、CAMで加工や 3DCAD編集が可能になります。


ポリゴンからCADモデリングのデータサービス

最近では自動変換のソフトウェアが開発されいますが、立体の形状次第ではメッシュデータの欠落が多く発生し、3DCADデータとして使用できないことが多いです。完全な3次元メッシュデータにするには、3次元CADの基本的なモデリング機能でのCADモデリングが必要になります。

ポリゴンデータ  CADモデリング  CADデータ受け渡し形式 IGES X_B STEP 他

①点群データ ②ポリゴンデータ ③特徴線抽出 ④3次元CADモデリング ⑤データサービス

ポリゴンデータからのCADモデリングのデータサービス お問合せ先

 

事例、リゴンからCADモデリング

工業デザインモデル>工業向け3Dプリンターで製作した試作品のSTLデータから3DーCAD作成データサービス、量産用の加工データに利用されました。 クレイモデル>デザイナーのスケッチをもとに原型師が製作した、粘土モデルの3Dスキャンデータのポリゴンメッシュから3d-CAD作成、3dデータ出力。
装飾品ケース>3Dプリンターを使った試作品の化粧品ケース、デザインに合わせて試作したモックアップのSTLデータから3d-CADモデリングデータ作成。 フアン羽根>推進機用のターボファン羽根、軸流型ターボファン、遠心ファン,横流ファン,. 斜流ファン,軸流ファンの羽根車形状デジタルデータ。
自動車部品>都道府県の工業技術総合センターで3dスキャンした自動車部品データの STL ファイル形式から3d-CADモデリング、更新型製作に利用される。

機器のハウジング>組み込む機器において、軸やハウジングの取付け部の寸法や精度確認、軸とハウジングの設計や密封装置、防塵対策等に利用。

鋳造品>最新のテクノロジーが融合した鋳造品、複雑な形状の部品の鋳放し鋳造品に対する公差確認やシェル中子と呼ばれる中子データのデータ取り等利用。

機械部品>スキャナの普及が進みデータ採取は容易ですがモデリングにはノウハウが必要です,スキャンデータからモデリングのデータサービスの利用。

マスコット>立体マスコット、オリジナルマスコットフィギュア、3Dプリンターのポリゴンデータから量産用の射出成形用型の3d-CADモデリング等に利用。

キャラクター>イメージマスコットキャラクター,人物フィギュア,キャラクタ人形,3Dデザイン,3Dプリンターのポリゴンデータのモデリングデータ提供。

 

 

 

レプリカを3D計測

レプリカについて

レプリカとは製作者自身によって作られた、オリジナル製作物や資料の複製品をいいます。
製作の依頼としては、おもに博物館、資料館などの歴史的な目的の展示用としてつくられます。 続きを読む

先端工具を3D計測

先端工具のリバースエンジニアリング事例

対象物・・・先端工具とは各種製品の製作段階において、削る、磨く、切る、穴をあけるといった、モノを造るのに欠かせない工具
依頼社のデータ利用目的・・・先端工具の現物を3D-CAD化 製品の解析、分析 オリジナルCADデータと比較・製品解析
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スクリューを3D計測

スクリューについて

スクリューとは流体の流れと回転とを相互変換する装置で、流体中で回転することで回転軸方向に流体の流れを生みます。
スクリューは押出成形機・射出成形機・工作機械などで使用します
発電所では、水蒸気を大きな羽根車に吹きつけ、羽を回転させ、その回転力でスクリューを回し発電します。

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電気機器部品を3D計測

電気機器部品について

現在の電気・電子機器の高性能化には、プラスチックの性能向上に負うところが非常に大きいとされています。
コンピュータ、携帯電話、洗濯機、各種の製造装置、航空機、輸送機、自動機器などには電気・電子機器が活躍しています。
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プレス金型を3D計測

プレス金型について

プレス金型は、上下運動を行う機械に装着する金型です。
プレス加工には、せん断、曲げ、絞り、成形、鍛造、接合などがあります。
一対の刃物で機械の上下運動で材料を加工します。
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木型を3D計測

木型モデルについて

木型は主に製品のデザイン・意匠面の確認用や、鋳造型・菓子型・帽子型・靴型などの原型用があります。天然木材、FRP、合成樹脂、発泡、おがくずなどの素材で作られており、比較的安価で作る事が可能です。
製品のデザイン・外観・使用感などの見た目などの修正・加工がしやすいのが特徴で、使いやすさ・可動部の取り付け位置・スペースの確認・解析など機能の検討用にも用いられます。
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デザインモデルを3D計測

デザインモデルについて

現在では三次元CADが普及して、CADで製品モデルのデータを作りあげるのが一般的になりました。データのデジタル化が進んでも、アナログ的に実物を製作しなければ検証できない製品も多数あります。
実際に手に持った感じ、使い勝手、美と機能性の追及などには、デザインモデルが必要になります。電化製品など、製品として市場に出回る前に作成するデザインモデルは、製品の今後を決める重要な工業モデルです。
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クレイモデルを3D計測

クレイモデル

クレイモデルを3D計測、計測データから3D-CADモデリング

リバースエンジニアリング事例

依頼内容と対象物→クレイモデルの現物から3D-CADデータの作成
依頼社のデータ利用目的→クレイモデルの現物製品データから金型用3D-CADデータを作成

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